Jak misja PREFIRE zbada Antarktydę i Arktykę

Dwa miniaturowe satelity klimatyczne PREFIRE rozpoczną niedługo badanie Arktyki i Antarktydy. Misja NASA zmierzy ilość ciepła emitowanego przez planetę w przestrzeń kosmiczną z regionów polarnych.

Dane z misji Polar Radiant Energy in the Far-InfraRed Experiment (PREFIRE) pomogą naukowcom lepiej zrozumieć efekt cieplarniany na biegunach, w szczególności zdolność pary wodnej, chmur i innych elementów ziemskiej atmosfery do zatrzymywania ciepła i zapobiegania jego promieniowaniu w kosmos. Naukowcy wykorzystają te informacje do aktualizacji modeli klimatycznych i lodowych, co doprowadzi do lepszych prognoz dotyczących zmian poziomu morza, pogody oraz pokrywy śnieżnej i lodowej na świecie.

Każdy z dwóch miniaturowych satelitów (CubeSat) misji PREFIRE będzie, jak tłumaczą naukowcy, wykorzystywał termiczny spektrometr podczerwieni do pomiaru ciepła, w postaci energii dalekiej podczerwieni, wypromieniowywanej w przestrzeń kosmiczną przez powierzchnię i atmosferę Ziemi.

CubeSaty będą zbierać dane nad biegunami za pomocą czujników, które są 10 razy bardziej czułe na długości fal podczerwonych niż jakikolwiek podobny instrument. Informacje zebrane przez misję pozwolą naukowcom z NASA lepiej zrozumieć, kiedy i gdzie bieguny „wyrzucają” ciepło w przestrzeń kosmiczną, a także dlaczego Arktyka ociepliła się, jak sugerują naukowcy, ponad 2,5 razy szybciej niż reszta planety od lat 1970.

Misja PREFIRE skupi się na części ciepła emitowanego przez Ziemię w przestrzeń kosmiczną w dalekiej podczerwieni. Jak tłumaczą badacze, za widzialną częścią widma elektromagnetycznego znajduje się podczerwień, widmo światła o większej długości fali, które może być odczuwane jako ciepło. Wszystkie emisje ciepła na Ziemi odbywają się na falach podczerwonych o długości od 4 do 100 mikrometrów. W zimnych regionach polarnych planety 60 proc. emisji ciepła zachodzi na długościach fal dalekiej podczerwieni (dłuższych niż 15 mikrometrów). Naukowcy dysponują niewielką ilością danych na temat tego, które części Arktyki i Antarktydy emitują to ciepło. PREFIRE pomoże zrozumieć badaczom to jak śnieg, lód morski oraz jak chmury wpływają na ilość promieniowania dalekiej podczerwieni, które ucieka w przestrzeń kosmiczną.

Wypełniając luki w wiedzy na temat budżetu energetycznego Ziemi, PREFIRE pogłębi zrozumienie tego, co napędza utratę lodu polarnego na lądzie i morzu oraz kwestie wzrostu poziomu morza. Pomoże to badaczom lepiej przewidzieć, w jaki sposób wymiana ciepła między Ziemią a przestrzenią kosmiczną może zmienić się w przyszłości i jak wpłynie to na topnienie pokrywy lodowej, temperaturę atmosferyczną i globalną pogodę.

CubeSaty PREFIRE wykorzystają postępy w spektrometrii do pomiaru procesów związanych z topnieniem i tworzeniem się lodu i śniegu oraz zmianami zachmurzenia. Pojedynczy satelita, który odwiedza ten sam region Ziemi co kilka dni, może monitorować sezonowe zmiany, które naukowcy mogą wykorzystać do ulepszenia modeli klimatycznych. Jednak śledzenie interakcji między powierzchnią Ziemi a atmosferą, takich jak ilość zachmurzenia tymczasowo wpływająca na temperaturę obszaru pod nią, wymaga częstszych pomiarów. Dwa satelity na asynchronicznych orbitach zbliżonych do biegunowych – przechodzące nad danym miejscem na Ziemi w różnym czasie, patrząc na ten sam obszar w ciągu kilku godzin od siebie – mogłyby uchwycić niektóre z tych zjawisk w krótszej skali czasowej.

Emil Gołoś